FHNW Institut für Chemie und Bioanalytik

Die Forschungsgruppe Materialwissenschaften und Nanotechnologie beschäftigt sich mit der Erforschung neuer Materialien, sowie der Modifizierung von Materialoberflächen durch gezielte chemische Funktionalisierung. Hierdurch werden den Materialien ganz neue Eigenschaften verliehen und deren Wechselwirkung mit der Umgebung und Zellen, im Falle von Biomaterialien, beeinflusst und optimiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsgruppe befasst sich mit der Analyse und Charakterisierung von Materialien und deren Oberflächeneigenschaften. Hierzu werden vielfältige mikroskopische und spektroskopische, sowie bildgebende Verfahren eingesetzt.

Bottom-up design of nanomaterials for molecular recognition and (bio)catalysis. Biological systems possess the ability to recognize, sort, catalyze, communicate and to store information using a set of basic rules that are known in and of themselves but that interplay in such a complex, intricate and synergistic manner as to result in tremendous efficiency. The research activities of the molecular nanotechnology group takes its roots and inspiration in this vision and develop synthetic strategies to design novel, functional nanomaterials endowed with molecular recognition or biocatalytic properties.

In hochmodern ausgestatteten Labors beschäftigt sich unser Team mit einem breiten Spektrum von modernsten analytischen Technologien und deren Anwendungen. Metabolom- und Proteom-Analysen von biologischen Systemen mit hochauflösenden LC-MS/MS und GC-MS/MS Technologien ist neben der Untersuchung methodischer Aspekte der Trenntechnologien ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung. Wir beschäftigen uns mit Fragestellungen der pharmazeutischen Bio-Analytik, der Umweltanalytik und der strukturellen Charakterisierung von Naturstoffextrakten und komplexen Stoffgemischen. Für Strukturaufklärungen und Quantifizierungen setzen wir neben LC-MS/MS und GC-MS erfolgreich hochempfindliche NMR-Spektroskopie ein. Wir arbeiten seit vielen Jahren erfolgreich mit Partnern aus der Industrie, Start-Ups, öffentlichen Einrichtungen und dem universitären Sektor in einer Vielzahl von anwendungsorientierten Forschungsprojekten zusammen.

Die Verfahrens- und Prozesstechnologie lehrt, entwickelt, pilotiert und optimiert technische Prozessen aus den Life Science Industrien.

Ideen brauchen Plattformen, die Lehre „begreifbare“ Technik und ein erfolgreicher „proof of concept“ erste, nennenswerte Mengen Produkt: All das bietet das Verfahrenstechnikzentrum und ist damit Bindeglied zwischen Forschung und Betrieb und führt Prozessentwicklung und Prozessoptimierung durch – mit direkter Verbindung zur Aus- und Weiterbildung. Neue Technologien wie „flow chemistry“ oder innovative Membranverfahren kommen ebenso zum Einsatz wie klassische, thermische Trennverfahren, ergänzt um innovative Mess- und Regeltechnik („Industrie 4.0“) - um damit gesamte Prozessketten vom Ansatz bis zum fertigen Produkt abbilden zu können. Ab Herbst 2018 auch für Naturstoffprozesse, Bioraffinerie, Umwelttechnik und (Bio-)Pharma.

Zentral für die Funktionsweise von Zellen sind Proteine und im Besonderen Enzyme. Proteinengineering erlaubt Proteine für technische Anwendungen zu optimieren.

Proteine können im Labor mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt werden. Die Proteine werden gereinigt und bezüglich ihrer Funktionsweise charakterisiert. In einem nächsten Schritt kann die Funktionsweise der Proteine durch zielgerichtete Mutagenese oder durch evolutive Verfahren im Hinblick auf eine technische Anwendung optimiert werden (z.B. erhöhte Stabilität und Aktivität eines Enzyms).

In unserer Forschung wenden wir Zellkulturen und Gewebeengineeering für die Untersuchung von Krankheiten, sowie der Wirksamkeit und Toxizität von Substanzen an.

Verstehen von zellulären Prozessen und Wechselwirkungen, die in Geweben und Organen stattfinden, ist ein wesentlicher Bestandteil der Forschung im Bereich Drug Discovery. Mit etablierten wie auch eigenen, neuentwickelten Zellkulturmethoden, die modernste Technologien wie 3D-Zellkulturen, Bioprinting, und Mikrofluidics einsetzten, sind wir in der Lage Krankheitsmechanismen zu eruieren, und Wirkungen und Nebenwirkungen von Substanzen zu untersuchen. Wir unterstützen mit unserer Forschung aktiv und bewusst die 3R-Prinzipien (Reduce, Refine & Replace animal experimentation).